10.1.1生物多样性
自从35亿年前地球上诞生生命以来,伴随着地球环境的变化和生物的进化,生物新的物种的产生和不适应环境变化的旧物种的灭绝,形成地球上生物多样性的动态变化,因此,生物多样性是地球生命发展的基本特征之一,是自然进化的产物,也是自然进化的反映。(
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生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。它包括数以百万种的地球动物、植物、微生物和他们所拥有的基因以及它们与生存环境形成的复杂的生态系统,它是生命系统的基本特征之一。生物多样性包括众多的层次和水平,纵向方面可包括从生物大分子、细胞、组织和器官、系统、个体、种群、群落直至生态系统和地球生物圈等,横向方面可包括生物的形态、结构、生理、功能、分类等,在上述每一个方向、层次和水平上都呈现着多样性,其中研究较多,意义重大的主要有下面四个层次。
1.遗传多样性
遗传多样性,又称基因多样性,指种内基因的变化,包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变化。种内多样性是生物物种在各水平层次上多样性的最重要来源。遗传变异、生活史特点、种群动态及其遗传结构决定或影响着物种与其环境相互作用的方式。种内多样性是一个物种对干扰进行成功反应的决定因素,决定着物种的变化趋势。遗传多样性对任何物种维持和繁衍其生命、适应环境、抵抗不良环境与灾害都是十分必要的。
2.物种多样性
物种多样性是指地球上生物有机体(包括动物、植物和微生物种类)的复杂多样性。物种多样性是遗传多样性的现实表现和载体,当一个物种的个体数量大幅度减少以后,其遗传多样性就会大量地丧失。
物种是人类认识生物多样性的最先切入点,物种是生态系统中的生物成分,它又是连接遗传多样性和生态多样性的纽带,在自然环境条件下,物种多样性的时空分布直接受生态系统中的各种生态因子如水分、温度、营养状况等的影响。
物种多样性代表着物种演化的空间范围和对特定环境的生态适应性,是进化机制的最主要产物,所以物种被认为是最适合研究生物多样性的生命层次,也是相对研究较多的层次。物种多样性是人们关于生物多样性的最直观和最基本的认识。
地球上物种多样性最丰富的地区是热带,仅占全球陆地面积7%的热带雨林拥有全球半数以上的物种。
3.生态系统多样性
生态系统多样性是指生物圈内生态环境、生物群落和生态过程的多样性以及生态系统内生态环境差异、生态过程变化的多样性。生态环境是指无机环境,如地貌、气候、土壤、水文等。生态环境的多样性是生物群落多样性,甚至是整个生物多样性形成的基本条件。生物群落的多样性是指群落的组成、结构和动态方面的多样化。生态过程的多样性主要是指生态系统的组成、结构和功能在时间、空间上的变化以及生态系统的生物组分之间及其与环境之间的相互作用和相关关系。
生态系统内的物种多样性对生态系统的稳定性及生态平衡具有重要的作用。一般来说,生态系统内的物种越多,组成成分越多样,营养结构越复杂,能量流动和物质循环的途径越复杂,生态系统的稳定性就越大,抗击外界能力就越强。而生态系统的多样性对于所有生物的生存、进化和持续发展也是至关重要的。
4.景观多样性
景观是一个大尺度的宏观系统,是由相互作用的景观要素组成的、具有高度空间异质性的区域。景观要素是组成景观的基本单元。景观多样性是指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观,在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化和变异性。景观多样性是较生态系统多样性更高一层次的多样性。景观多样性主要包括斑块多样性、类型多样性和格局多样性三种类型。斑块多样性是指景观中斑块的数量、大小、形状的多样性和复杂性;类型多样性是指不同的景观类型(如农田、森林、草原等)的丰富度和复杂度;格局多样性是指景观类型空间分布的多样性及各类型之间以及斑块与斑块之间的空间关系和功能联系的多样性。(
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生物多样性需在上述四个层次上都得到保护。保护的重点应是生态系统的完整性和珍稀濒危物种。生态系统多样性既是物种和遗传多样性的保证,又是景观多样性的基础,生态系统的稳定是物种进化和种内遗传变异的保证。
10.1.2生物多样性的价值
生物多样性是地球生命的基础,是人类可以利用或尚待利用的生物资源。
直接价值
1.食物
生物多样性为地球上的人类提供了基本食物,在人类进化和发展的历史中,有3000多种植物曾被作为食物,还有7500种认为是可食用性植物,其中有150种被大面积种植。目前人类所需粮食的75%来自小麦、水稻、玉米、土豆、大麦、甘薯和木薯等,各种家禽、家畜、鱼类、海产为人类提供必要的蛋白质,各种蔬菜、水果、菌类也均为人类日常生活所需。
随着人口增长和生活的改善,需要大力发展各类粮食作物和经济作物的栽培和种植。开发新的食物以及改良农作物以及家畜、家禽和鱼类品种,都需要抗病性强的野生物种或野生亲缘种与它们杂交,以提高抗病及抗逆境的能力。
2.药物
药物大部分来源于植物、动物和微生物资源。中国有记载的药用植物约有5000种,常用的约有1000种。不少动物已经作为主要的制药来源,如蜂毒可治疗关节炎,水蛙素可作为抗凝剂。微生物可用来大规模生产酶制剂、氨基酸、维生素等,由微生物产生的抗生素,在医疗上发挥了巨大的作用。
据世界卫生组织统计,发展中国家80%的人口依靠传统的药物进行治疗,发达国家有40%的药物来源于自然资源,或依靠从大自然发现的化合物进行化学合成。此外,实验动物对药物的研制和医疗的改进起着重要的作用。
3.能源和工业原料
生物多样性为现代工业的发展提供了各种原料,从木材、橡胶到油脂、淀粉,我们使用的碳氢化合物能源煤、石油、天然气,也来自天然植物储藏的太阳能,正在发展的生物质能,也来自各种植物。
间接价值
生物多样性的间接价值主要体现在它的生态功能方面,其价值可能远远超过直接价值。同时其直接价值常常源于间接价值,因为可利用的动植物与没有消费、利用价值的动植物处于共存的生态系统中,而后者同样是组成生态系统、维持生态平衡不可缺少的组成部分。
生物多样性的间接价值可表现在下述这些方面:
绿色植物通过光合作用固定太阳能,通过食物链为所有生物提供能量和生存基础。同时由于在光合作用中吸收二氧化碳,放出氧气促进全球碳循环,可以保持全球的二氧化碳平衡,控制温室效应对全球环境的影响。
生态系统的多样性对全球及部分区域的温度、降水、气流的影响,可调节全球局部区域的气候。
森林草地良好的植被和枯枝落叶覆盖层可以减少雨水对土壤的直接冲刷,保护土壤,避免水土流失,防止和减少洪水,保护河岸和海岸。植物根系深入土壤,可增加土壤的蓄水,防止干旱缺水的侵袭。
生物多样性可促进整个地球生物圈内的能量流动和物质循环,促进生物与非生物环境之间的元素交换,保持生态系统平衡,促进各类生物之间、生物与环境之间的相互作用,促进生物的进化过程。
某些生物对污染物敏感,因而对环境污染具有指示意义。某些生物对污染物具有富集作用,有利于吸收和分解污染物。还有一些微生物对环境物质的降解具有催化作用,生物多样性对于污染环境的有机物、农药及其他污染物质的降解、消除具有促进作用。(
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生物多样性还在自然环境的美学、社会文化、科学精神等方面均有重要价值。
潜在价值
许多植物、动物和微生物物种具有潜在的价值,对于开辟的新的养殖动物和种植植物品种,发现和提取新的药物,为家禽、家畜和农作物改良品种提供优良遗传基因,控制和治疗疾病等方面,不光对当代人有进一步发现、研究和利用价值,而且为后代人提供和保留进一步选择、利用和发展的权利和机会。生物多样性消失,将会削弱人类社会适应自然变化的能力。
生物多样性的存在还具有伦理学上的价值,它意味着每一种生物如同人类一样都具有生存的权利,人类不能因为自身发展的需要而无视其他生物生存的权利,人类应该和地球上所有的生物一起和谐相处分享地球的资源。
10.1.3生物多样性概况和发展趋势
全球生物多样性概况
据不完全统计,目前地球上可能存在的生物物种达1000—8000万种之多,其中已经鉴定和命名的有140—170万种,大部分物种尚属未知。生物多样性在地球上的分布是不均匀的,其中占世界陆地面积仅7%的热带森林容纳了全球半数以上的物种。世界生物多样性重点保护的热带森林分布在以下地区:厄瓜多尔海岸森林、巴西可可地区、亚马逊河东部和南部、喀麦隆、坦桑尼亚山脉、马达加斯加、斯里兰卡、缅甸、新喀里多尼亚、夏威夷、苏拉威西岛。位于或部分位于热带的国家如巴西、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、墨西哥、刚果、马达加斯加、澳大利亚、中国、印度、印度尼西亚、马来西亚等国家生物多样性十分丰富,拥有全球60%—70%的生物物种。
中国生物多样性概况
中国国土辽阔,从南到北相距5500公里,从东到西横跨5200公里,陆地面积960万平方公里,占世界6.6%,海域宽广,渤海、黄海、东海、南海等四大海区面积达300余万平方公里。自然条件复杂多样,有较古老的地质历史,蕴藏着极其丰富的植物、动物和微生物物种资源。
中国是地球上种子植物区系起源中心之一,品种有30000多种,仅次于巴西和马来西亚,居世界第三,其中裸子植物250种,是世界上裸子植物种类最多的国家。
中国有脊椎动物6300余种,其中鸟类1244种,占世界总数的13.7%,鱼类3862种,占世界总数的20.0%,均居世界前列。
中国拥有大量地球珍稀动植物品种,如大熊猫、白鳍豚、文昌鱼、鹦鹉螺、水杉、银杏等,再比如松杉类,地球上现存7个科中,中国有6个。
中国还拥有丰富的栽培植物、家养动物,种植资源丰富。中国是水稻和大豆的原产地,品种分别达50000个和2000个,中国药用植物11000多种,牧草4215种,原产中国的重要观赏花卉超过30属2238种,中国家养动物品种和类群共有1938个,是世界上最丰富的国家。
中国的生态系统品种繁多,极其丰富,中国陆地生态系统类型有森林212类、竹林36类、灌丛113类,草甸77类,沼泽37类,草原55类,荒漠52类,高山冻原、流石滩植被17类,总共599类。海洋生态系统共计有6个大类、30个类型。中国有7000多年的农业发展史,有丰富的农田生态系统。中国沼泽、湖泊、滩涂、盐沼泽地等天然湿地2.5x107公顷,稻田和人工池塘等人工湿地3.8x107公顷,约占国土面积2.7%,占世界湿地面积10%以上,居全球第四位。
生物多样性变化趋势
地球上的生命存在已有35亿年以上,随着地球的演化,地球上的生物物种也经历着产生、发展的过程,新的物种的产生和旧有物种的灭绝过程伴随着地球生态环境的变化和生物进化不断发生。(
巅峰极品公子)地球上生物物种的变化并不是恒定的,由于重大的地质剧变和其他自然灾害,导致地球生态环境的急剧变化,可能导致生物物种在短时间内的大量灭绝。
俄罗斯海洋生物学家亚德里安诺夫认为地球生态系统共经历过五次生物大灭绝,大约有50%到95%当时所存在的物种在一定的期间内消失了。第一次大灭绝发生在四亿四千万年前的奥陶纪末期,由于地球气温骤降以及海平面下降引起;第二次大灭绝发生在泥盆纪末期,仍然是因为气温降低以及海平面下降;第三次大灭绝发生在约二亿五千万年前的二叠纪末期,共有95%的海洋物种以及将近70%的陆地物种消失,这次的大灾难可能是因为板块移动以及超级新大陆——盘古大陆形成引发的气候变化所导致;第四次大灭绝发生在三叠纪晚期;而第五次大灭绝则发生在六千五百万年前。研究人员认为当时地球受到大型陨石撞击,导致海中鱼群遭受海啸与酸雨侵袭,海床被大量有机物质覆盖,最后仅12%的物种存活下来。
即使在地球发展比较平稳的时期,生物物种数目也会因为各类自然原因而有所减少,但其速度比较缓慢,但自从人类出现以后,特别是近几个世纪以来,人口的大量繁殖和工业的飞速发展大大加快了地球上生物物种灭绝的速度,地球生物多样性面临着巨大的威胁。现代哺乳类与鸟类的物种寿命已减少至一万年,比起化石中所呈现的缩短一百到一千倍之多,每年大约1%的热带雨林消失,按照每小时三个物种消失,每天高达七十种动植物消失的速度来看,再过一万六千年,96%的当代物种就会灭绝。不少专家认为,人类过度的经济活动造成的生态破坏和环境污染正在加速和导致第六次地球生物大灭绝来临,而这将是第一次由非自然因素引起的,是由一种生物物种——人类所引起的地球生物大灭绝。
中国正处于经济快速发展时期,生态保护与经济发展矛盾日益尖锐,生物多样性在生态系统多样性、物种多样性及遗传多样性三个层次上都受到严重的威胁。《中国物种红色名录》第一卷采用2001年《iucn物种红色名录濒危等级标准》,对中国范围内(含港澳台)10217种动植物(其中动物5809种,植物4408种)的灭绝危险程度进行了新的评估。此次评估使我们对中国的生物多样性现状有了新的了解。评估结果表明,中国的物种濒危情况远比过去评估的比例高。过去对濒危物种的估计大致在2%—30%的范围内,如1998年出版的《中国生物多样性国情研究报告》中的数据为:哺乳类22.06%,鸟类14.63%,爬行类4.52%,两栖类2.46%和鱼类2.41%,裸子植物28%和被子植物13%左右。而此次较为全面的评估发现,无脊椎动物受威胁(极危、濒危和易危)的比例为34.74%,接近受威胁(近危)的比例为12.44%,脊椎动物受威胁的比例为35.92%,近危的比例则为8.47%,裸子植物分别为69.91%和21.23%,被子植物分别为86.63%和7.22%。特别是植物的濒危物种比例远远超出了过去的估计。
国际自然与自然资源保护联合会(iucn)发布的《2004濒危物种红名单》把中国列为生物多样性受到最大威胁的五个国家之一。中国的濒危针叶植物种类占全球第一(34种,其中26种为中国特有);中国濒危哺乳动物类数量(82种,其中26种为中国特有),仅次于印度尼西亚和印度而居全球第三位;濒危鸟类数量(85种,其中17种为中国特有)仅次于印尼、巴西和秘鲁,与哥伦比亚同为全球第四。
地球生物多样性破坏的人类行为主要来自下述几个方面。
1.生物栖息地(生境)的破坏
生态环境是生物多样性存在的基础,生态环境破坏和破碎化是威胁生物多样性的主要因素之一。人类活动的增加,如建设城市、修建铁路公路、建造水库、大坝、铺设管道、开垦农田等,使大面积连续的生态环境分割成很多面积较小的斑块,斑块之间被人工改造的区域所隔离,各斑块内的物种相互之间不易交流和扩散,形成生态系统的岛屿,这种生态环境的破碎化使得单位面积的生态环境中有更长的边境线,距离斑块中心更近,从而限制了斑块内生物的活动范围,极大地限制了生物多样性。(
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生境破碎化还会导致小种群的产生,小种群间的隔离使生物的迁移和散布能力降低,一些不同生活周期依靠不同生态环境的移动受到阻碍。小种群内遗传变异性减少、近亲繁殖、遗传漂变也会影响物种的生存能力。当种群密度低于某一阈值时,交配的成功率降低,也可能导致种群灭绝。小物种还容易受捕食、竞争、疾病和食物供应等环境变化的影响而灭绝。一些重要的环境因素如光照、温度、湿度、风力等具有更大的波动性,使部分对此敏感的生物灭绝。外来物种容易在生境边缘建立种群,因此破碎化还会加速外来物种入侵。破碎化还可能通过扰乱群落内的生态作用,破坏原有的食物链、食物网等,破坏群落内的生态平衡导致次生灭绝。
2.掠夺式的过度利用
人类对生物资源的掠夺式过度利用也是造成生物多样性下降的重要原因之一。追求经济利益的冲动驱使过度采伐,滥捕滥猎使许多珍稀动植物陷于濒危境地。
在地球上已经消失的动物在南非草原上,鸵鸟的视力极佳,斑驴听力超群,牛羚嗅觉异乎寻常,这三种动物的绝佳组合,使非洲狮对它们也无可奈何,而且斑马奔跑迅速,因而他们很少被狮群所捕获。但是不幸的是由于斑马肉质鲜嫩,皮毛漂亮,成为人类捕杀的目标,招来灭族之祸。1860年,一头饲养在伦敦动物园的斑驴,不堪禁闭的痛苦,愤然撞墙而死,1878年最后一头野外斑驴被杀死,1883年,最后一头雌性斑驴在荷兰阿姆斯特丹动物园死去。
狮子被称为“百兽之王”,但欧洲殖民主义者把猎杀狮子视为勇气和力量的象征,1865年最后一只西非狮丧命于枪口之下,1992年北非狮从地球上彻底消失。
犀牛在神话中成为神兽,犀牛角被认为是神丹妙药,中国清朝时犀牛也很稀少,南方各省的官员禁止民间猎捕犀牛,但却组织官兵滥捕乱杀,把犀牛角作为贡品进贡给皇帝和上司,1916年最后一只苏门犀牛被杀,1920年最后一只中国大独角犀被杀,1922年最后一只中国小独角犀被杀,中国犀牛从此灭绝。
根据国际自然保护联盟(iucn,2004)资料,自1600年以来,大约有77种哺乳动物和129种鸟类已经灭绝,分别代表它们已知种类的1.6%和1.3%。近200年则是灭绝事件的高发期,人口的快速增长和经济活动的不断加剧是导致生物多样性丧失的根本原因,由于人类而灭绝的动物还可以列出一张长长的名单,下面是比较主要的一些:
1781年:渡渡鸟灭绝,原生活于印度洋。
1799年:蓝马羚灭绝,原生活于南非。
1844年:大海雀灭绝,原生活于大西洋北部海域。
1876年:欧洲野马灭绝,原生活于欧洲。
1893年:白臀叶猴在中国壤内灭绝,原生活于亚洲。
1914年:旅鸽灭绝,野生灭绝在1900年,原生活于北美。
1917年:弗罗里达狼灭绝,原生活于北美。
1918年:卡罗来纳鹦鹉灭绝,野外灭绝在1904年,是北美唯一的特产鹦鹉。
1925年:高加索野牛灭绝,原生活于欧洲。
1937年:巴利虎灭绝,原生活于印度巴利岛。
1942年:红鸭灭绝,原生活于印度。
1947年:普氏野马在中国壤内野生灭绝。
1948年:袋狼灭绝,原生活于澳洲。(
灵域)
1964年:冠麻鸭灭绝,原生活于亚洲。
1972年:爪哇虎灭绝。
[法]戴维斯·西蒙:《消失的动物》,上海社会科学出版社
3.环境污染
人类活动造成的环境污染对生物多样性也产生了巨大的破坏作用。二氧化硫、氮氧化物等造成的大气污染形成的酸沉降使湖泊、水库等水体和土壤酸化,危害绿色植物、鱼类等的生存;农药污染使小型食肉动物、鸟类、两栖动物、爬行动物面临巨大的毒害;排放的氟氯烃类物质引起臭氧层破坏,紫外线强度增大,对生物带来威胁;大量排放的工业废水和生活废水中含有的重金属和有机物使水生生物失去了生存条件;大量排放的二氧化碳等温室气体,影响全球气候,改变植物的分布格局。
4.种植方式
人类的农业发展改变了植物品种的自然分布,为了追求高产而形成农作物品种的单一化。随着作物种类数量的下降,与之相应的微生物种类、传粉和种子传播的生物、捕食生物等共同进化的生物物种就会消失。这种种植品种的单一性,还容易导致病虫害的暴发和种植作物对自然灾害的缺乏抵抗能力。林业上为了追求经济利益,往往会毁去原有的物种丰富的林地,种植具有较高经济价值的橡胶、咖啡、油棕等,使各类生物失去原有的栖息地。人类给植被带来的影响,不光是决定各种植物的生存,而且会引发整个群落中生物组合的变化,并最终引起整个生态系统的变化。
5.外来物种的引入
引入外来物种可能会增加当地物种的数量,但未必会增加总体上的生物多样性,相反,任意地引入外来物种,往往会与原生物种竞争资源,占据有利生态环境或破坏原有物种的生态环境,破坏原有食物链和生态平衡,引起原有生态系统内部分陆地植物和动物的灭绝。
生态系统的结构是由生物群落(生产者、消费者、分解者)和非生物环境所组成的。生态系统通过能量流动和物质循环保持着动态的平衡。生物之间通过食物链和食物网的关系形成一个巨大的网络结构,保持着生物的种类和数量的相对稳定。生态系统内的生物多样性越丰富,网络就越完整,越有利于生态系统内的能量流动和物质循环,有利于生态过程的良性运行和生态功能的实现以及整个生态系统的平衡。生态系统的生物物种越多,组成成分越多样,营养结构越复杂,能量流动和物质循环的途径越复杂,生态系统的稳定性就越大,抗击外界变化能力就越强。生物多样性逐步丧失,会导致生物种类减少,生态系统的成分简单化,生态功能逐步丧失,生态系统的营养结构被破坏,食物链断裂,抗击外界冲击的能力减弱,系统内物质循环和能量流动中断,最终可能导致生态平衡被破坏,生态系统崩溃。
旅鸽的灭绝与莱姆病的暴发
旅鸽曾经是北美数量最多的鸟类,当欧洲人大批到达北美以后,由于大量猎杀和生态环境破坏,至1914年旅鸽灭绝了,随之而来的是莱姆病的大暴发,这两者之间有着什么联系呢?研究发现,由于旅鸽专门采食那些数量多的植物籽食,特别是控制橡子的数量,而橡子又是当地大家鼠的食物。当旅鸽灭绝以后,橡子丰年出现时,制约大家鼠的生态因子消失了,而大家鼠的数量得到了迅速的发展,导致了由大家鼠传播的莱姆病的大暴发。
留在毛里求斯国徽上的渡渡鸟毛里求斯是位于印度洋西南部的一个岛国。自然风光十分迷人。1505年葡萄牙航海家马卡云拿在向东方的航行中发现了该岛,1599年荷兰人取代了葡萄牙人统治了毛里求斯,1715年毛里求斯被法国占领,1814年后成为英国殖民地,在毛里求斯人民要求独立的压力下,1961年7月英国被迫同意实行“内部自治”,1968年3月12日毛里求斯获得独立。独立后的毛里求斯国徽上绘有毛里求斯的国鸟——渡渡鸟的图案,然而,渡渡鸟已早在1680年从毛里求斯岛上灭绝了。
生活在毛里求斯岛上的渡渡鸟原名“愚鸠”,是一种巨型鸟类,体长100—110厘米,大小似火鸡。羽毛主要为灰白色,脸部裸露部分为红色,眼睛为白色,嘴黑色,腿脚为黄色,猛一看有点像鸽子,但颈部较短,嘴尖钩曲,尾羽卷曲。渡渡鸟翅膀已经退化,因而只能奔走却不能飞翔。大概是因为它能发出“渡渡”的叫声的缘故,或许是由于它性格温顺、行动笨拙,葡萄牙人把它叫做“渡渡鸟”。“渡渡”在葡萄牙语中是笨拙的意思。渡渡鸟栖息于林地中,以树木果实为食,毛里求斯岛温和的气候,丰富的食物,没有猛兽猛禽的侵扰,成为渡渡鸟岛生活的乐园。
当来自葡萄牙、荷兰等地的殖民者突然发现这些有趣的鸟类是他们美味的盘中之餐时,渡渡鸟的厄运降临了,在殖民者的滥捕滥杀以及他们带来的狗、鼠、猫类动物的侵扰下,使渡渡鸟及其后代惨遭杀戮,1680年,生活在毛里求斯岛上的最后一只渡渡鸟消失了。
自从渡渡鸟灭绝以后,人们发现了一种奇怪的现象,一种当地普遍生长的卡尔瓦利亚树也日益衰败,面临灭绝。卡尔瓦利亚树,也称大颅榄树,高30米,树龄都在300年以上,树上每年落下的是一些像李子一般的果实,里面包着种子,但这些种子并不发芽,所以不能生长出幼树。科学家经研究后惊奇地发现,这种树的濒临灭绝与渡渡鸟的灭绝有关。因为这种树的种子包在外壳十分坚硬的果实内,幼芽自身不能破壳而出,而渡渡鸟最喜欢吃这种树木的种子,但并不将它完全消化,而是使其外壳变薄,然而将它排出体外,这时候种子才能发芽生长,一旦渡渡鸟灭绝,卡尔瓦利亚树的种子就无法发芽长出幼树。
1981年,美国生态学家坦普尔来到毛里求斯,他细心地测定了卡尔瓦利亚树的年轮后发现,它的树龄正好是300年,而这一年也正是渡渡鸟灭绝300年,就是说渡渡鸟灭绝之时,也正是卡尔瓦利亚树绝育之日。
为了证实这个巧合,坦普尔让与渡渡鸟习性相似的吐绶鸡吃下卡尔瓦利亚树的果实,几天后,果实被消化掉了,种子外边的硬壳也消化掉一层。最后种子排出体外。坦普尔把这些种子栽在苗圃里,不久长出了绿油油的嫩芽,卡尔瓦利亚树的不育症被治好了,这种濒临灭绝的珍贵树种终于绝境逢生。
[法]戴维斯·西蒙:《消失的动物》
10.1.4生物多样性的保护
生物多样性的保护不仅是保护生物及其生存环境,更是保护人类生存和发展的环境。保护生物多样性的目标是通过不减少基因和物种多样性,不毁坏重要的生态环境和生态系统的方式,保护和利用生物资源,以保证生物多样性持续发展。
当野生动物没有了天敌,各种疫情和疾病就会出现。几乎每一次破坏自然环境的活动都会增加致病细菌的广泛传播。1980年委内瑞拉波图格沙洲的农民为了增加农田,砍伐了几百万公顷的森林,造成鼠类泛滥,带来一种新的致命病毒,该病毒能引起高烧、中风和大出血。有100多人感染上这种病毒,其中1/3的人员死亡。马来西亚的农民毁林圈地后,失去栖息地的蝙蝠开始进驻猪舍安家,而这些蝙蝠带有尼帕病毒。该病毒便开始大量入侵猪的饮水中,很快便从猪身上传染给了饲养员,结果引起严重的脑炎,受感染的人群中40%不治而亡。纽约州生态系统研究院的动物生态学家理查德·奥斯特菲尔德认为城市向郊区扩展潜藏着巨大危险。在城市郊区原有的开阔的林地带中生存的狐狸和短尾猫,通过捕杀带有这种病毒的老鼠而抑制了莱姆病毒的传播。当开发商砍伐树木把林地变成住宅区后,老鼠和壁虱的天敌也就消失了,他们便开始大量繁殖,病毒也就扩散开来了。环境污染和自然生态失衡是导致疾病传染源日益猖獗的主要原因。要做到使自然生物的多样性和生态失衡得以全面的恢复和保护,必须首先保护好我们的森林。森林不仅有蓄碳的功效,能调节气候,保护植被,还是生命的摇篮,是生物多样性的温床,是生态平衡的保护神。
哲夫:《世纪之痒》,中国生态报告
落叶松毛虫是大兴安岭松林最严重的历史性害虫之一,可将林分中的针叶吃光,远看似大火烧过,严重影响林木生长。其为害重,分布广,主要为害落叶松,同时红松、樟子松、云杉和冷杉也遭其害。此外该虫表面有毒毛,触及人体,引起红肿或糜烂,毒毛污染水源,影响人体健康。
松毛虫的发生与环境条件及森林生态系统有关。凡是混交造林、经营管理合理、形成复杂的生物群落的林分,即便有松毛虫发生,也会出现多种松毛虫的天敌,不易发生灾害。如果营造大面积的纯松林,间伐抚育不当,灌木植被贫乏,丧失生物多样性,破坏了森林生态系统的平衡,则落叶松毛虫就会泛滥成灾。
天敌是影响落叶松毛虫种群动态的一个主要因子。落叶松毛虫的天敌主要有寄生性天敌,捕食性天敌和病源微生物。松毛虫的天敌种类近200种,其中寄生蜂73种,寄生蝇12种,捕食性昆虫15种,食虫鸟类77种,还有其他捕食动物如蜘蛛等。病原真菌5种,病原细菌5个变种,病毒4种。
综合治理防治落叶松毛虫的方法应该是:采取合理的营林技术措施,保留部分阔叶树,改造人工纯松林,营造混交林,以形成较为复杂的林分,培养丰富多样性的森林生物群落,创造有利于天敌栖息、繁殖、生存的环境,使其利于天敌控制落叶松毛虫的发生。
就地保护
保护生物多样性首先要保护地球上各类动、植物种群的组合。因为地球上不同地理区域的物种之间是不可替代的。就地保护是保护生物多样性的最佳方式,可以保护生态系统和自然环境,维持和恢复物种在其自然环境中有生存力的种群。
生物多样性就地保护通常采取自然保护区、世界自然历史遗产保护地和国家公园的形式,这样可以维持生态系统所能提供的物质循环、保持水土、消除污染、调节气候等生态功能,也保护了物种在原生环境下的生存能力和种内遗传变异度,是对生态系统、物种和遗传多样性三个水平上的最充分、最有效的全面保护。
为了保护自然和自然资源,特别是保护珍贵稀有动、植物资源,保护代表不同自然地带的自然环境和生态系统,而划出一定的区域加以保护,这样的地区就叫做自然保护区。自然保护区的建立应选择不同的生态系统进行合理布局,选择有代表性和科学意义或实践意义重大的地区建立,自然保护区对于维持地球生物圈的生态平衡有着重要作用。
世界各国自然保护区发展建设情况
德国博物学家汉伯特在世界上首创建立自然保护区以保存自然生态,已有百余年的历史。美国于1872年首先设立黄石公园,成为世界上第一个保护自然的国家公园。据世界自然资源保护监测中心(wcmc)截至1993年的数据,全世界已建立自然保护区8619个,总面积达7.922656x108公顷,占地球陆地(不包括南极)面积5.9%。
中国自然保护区发展建设情况
中国的自然保护区建设开始于1956年,第一个建立的国家级自然保护区是广东肇庆鼎湖山自然保护区,该保护区正好位于北回归线上,世界上大部分北回归线地带都是荒漠区,只有中国由于东南季风的影响有常绿阔叶林生长的植被带,因此具有很好的代表性和研究价值。目前全国已建立珍稀濒危物种繁育基地200多处,各类自然保护区2349个,面积约150万平方公里,约占国土面积的15%,已建成870个森林公园、171个动物园和111个植物园,使6000多种动物和1000多种植物得到了有效保护。
自然保护区的数量和范围有限,需要花费大量的人力、物力、财力,世界上90%以上的生物活动范围处于保护区之外,因此还必须加强自然保护区以外的就地保护。针对某些保护区外的濒危物种、特殊生态系统类型、栽培植物和家养动物的亲缘种,可以建立保护点。还可以在片断化的原生生境之间建立缓冲区或野生动物通道,使其能以某种方式联系,禁止采伐天然林,保护残存的破碎化的天然植物,防止环境污染,防止过度利用,采取有利生物多样性保护的经营方式。
迁地保护
面临日益增长的人类干扰和原生环境破坏,许多物种无法就地保护,只能在人工管理下的人工环境中维持个体生存,保存物种所代表的遗传多样性,称为迁地保护,对于稀有濒危物种,迁地保护是必不可少的手段。
迁地保护主要包括物种收集和种质贮存两种类型。物种收集主要包括野外标本采集,野外物种繁殖培育以及动物园、植物园、水族馆的建设和管理等。种质贮存包括微生物培养和组织培养,建立植物种子和花粉库、动物精子和胚胎库、种质基因库等方式。
迁地保护要考虑种群的数量以及最终回归自然生态环境的问题。
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